鑄坯的二次冷卻也是高拉速實現(xiàn)的核心環(huán)節(jié),中冶連鑄在小方坯快速冷卻凝固機理研究的基礎上,開發(fā)了高壓全水高效二次冷卻工藝技術。
核心設備運行的可靠性和運行精度是小方坯高拉速連鑄的基礎保障,中冶連鑄開發(fā)了諸如小方坯全板簧振動導向系統(tǒng)、液壓振動驅動系統(tǒng)、二冷精密導向系統(tǒng)、整體框架光滑矯直系統(tǒng)等核心設備技術。
高拉速連鑄是一個綜合技術集成,不但需要設備、工藝技術保障,同時也需要有規(guī)范的生產操作與管理。通過測試和現(xiàn)場實踐,中冶連鑄從保證高拉速實施的多方面進行定量標準化,提出一整套設計、施工標準和生產管理規(guī)范。包括結晶器銅管、結晶器水套、結晶器振動,結晶器足輥、水口對中、導向段、二冷噴淋、液面控制、對弧樣板等方面的加工制造、監(jiān)測保養(yǎng)、生產操作的管理規(guī)范。
中冶連鑄在廣州陽春鋼鐵和廣西盛隆鋼鐵小方坯的建設上取得突破,其中陽春150mm×150mm小方坯生產拉速達到4.08m/min,廣西盛隆160mm×160mm小方坯生產拉速達到3.4m/min。
對高碳鋼及特鋼小方坯連鑄而言,高的表面質量和內部質量等級要求是制約高拉速連鑄的限制性環(huán)節(jié),尤其是內部質量。這類小方坯(如150方),連鑄拉速長期處于2.0m/min以下,甚至處于1.5m/min水平。而小方坯重壓下技術的開發(fā),為優(yōu)特鋼高效化連鑄打開了廣闊的空間。
3.全鋼種小方坯高效連鑄的實現(xiàn)
對于小方坯高效連鑄,有一種觀點認為普碳鋼適合高拉速,而品種鋼不適合。
影響小方坯品種鋼高拉速的核心問題是隨著拉速的提高,液芯變的細而長,補縮變的艱難,內部質量迅速惡化,拉速高到一定程度,依靠現(xiàn)有技術,即二冷弱冷和組合電磁攪拌(M-EMS+F-EMS),無法達到內部質量要求。而壓下技術尤其是重壓下技術的實踐成功,對內部質量的改善效果,是傳統(tǒng)技術所不具備的,完全可以解決品種鋼高拉速后內部質量惡化的技術難題。
站在鋼鐵生產的全流程考慮,連鑄的高效化是熱裝熱送甚至直接軋制的基礎,只有鑄機能實現(xiàn)全鋼種的高效化,才能最大化地降低能耗、降低鋼鐵企業(yè)的投資成本和生產成本?;诖耍幸边B鑄提出高效全鋼種澆注小方坯連鑄機(表1是具體的技術配置),可以同時實現(xiàn)普碳鋼和品種鋼的高效澆注,目標拉速如表2所示。相對于傳統(tǒng)的小方坯,全鋼種高效小方坯連鑄具有如下優(yōu)勢:
1)投資成本低,生產定員少、生產消耗低、維護費用省、鋼水收得率高。
2)單流產量高,流數(shù)少,可避免當前120-150t轉爐采用雙中間罐連鑄的弊端,擴大了連鑄與更大容量煉鋼爐的匹配范圍。
3)采用高效二冷噴嘴設計,實現(xiàn)二冷的全覆蓋,提高了二冷均勻性;噴嘴孔徑大,數(shù)量少,防堵塞能力強,在線更換方便,可以滿足普碳鋼和品種鋼的不同要求,實現(xiàn)全鋼種澆注。
4)二冷末端分段插拔式噴淋支管設計,實現(xiàn)二冷長度的在線變化,為生產普碳鋼和品種鋼需要不同冷卻長度需求創(chuàng)造條件。
5)流數(shù)少,流間大,有利于弧段設備的檢修、更換。
6)高拉速連鑄,提高了出坯溫度,是熱裝熱送甚至直接軋制工藝實現(xiàn)的基礎。
7)小方坯高拉速連鑄,為方坯無頭軋制的發(fā)展打下了基礎。
8)重壓下和表面淬冷技術的配置,可實現(xiàn)品種鋼高拉速連鑄和熱裝熱送甚至直接軋制流程。
盡管當前鋼鐵產業(yè)發(fā)展處于低谷期,但是只有不斷推進技術進步,才是鋼鐵及其相關企業(yè)渡過難關乃至還能有所為的關鍵。中冶連鑄在小方坯減流提速高效化生產上的技術探索已起航,小方坯的重壓下技術為品種鋼的質量提升與高效化提供了技術保障;梅花形結晶器等相關技術的成功開發(fā)為普鋼連鑄拉速進一步提高打下了基礎,二冷技術的探索為小方坯全鋼種高效連鑄的實現(xiàn)提供了路徑。